球形阀体阀颈局部应力的分析与计算

根据ASMEⅧ中提出的壳体上由接管外载荷引起的局部应力按WRC107和WRC297公报进行计算的要求,对球形阀体阀颈的局部应力进行了分析与计算以及应力分类与叠加,并按第三强度理论进行强度校核。     

管道载荷作用下圆柱壳的局部应力计算方法

介绍几种管道载荷的计算方法和适用范围,计算圆柱壳上接管受管道载荷作用时壳体的应力,比较分析WRC107、WRC297、TD001-2013、有限元法对管载作用下壳体薄膜和表面应力的作用。     

接管柔性对管道附加载荷及局部应力的影响

以某管道为例,建立三种管道附加载荷计算模型。三种模型中分别不同程度地考虑管道柔性对管道附加载荷和容器局部应力的影响。结果表明,对于刚性较大的管道,在计算中只考虑弯头柔性会使管道附加载荷比实际载荷大很多,导致容器接管局部应力过大;而同时考虑弯头和接管连接处的柔性,既能使管道附加载荷趋于合理,又能保证容器局部应力的安全裕度,是一种快捷合理的计算模型;用有限元软件实体单元的计算分析方法考虑容器和管道的柔性最充分,计算得到的管道附加载荷和局部应力也最精确,但计算难度大。     

WRC107总应力强度计算的适用性研究

管道或容器的接管部位由于结构不连续存在较大的局部应力,且分析设计时不易求解,公报WRC107对此给出了一种计算方法,但用其分析接管结构的误差还不是很明确。针对支腿受轴向载荷的圆柱壳上总应力强度的求解,比较了WRC107和有限元计算的结果,研究了接管壁厚及参数β,γ对WRC107计算误差的影响。针对内压和支腿上轴向力共同作用下总应力强度的求解,采用HG20582--1998（钢质化工容器强度计算规定》（即HG法）作为WRC107的补充,研究了其计算的误差。结果显示,接管厚度超过主管厚度2倍时,空心接管可与实心附件等效。WRC107的计算误差依赖参数β,γ,且与有限元结果相比,存在低估总应力强度的情况。以HG法为补充,WRC107可用于计算内压和支腿上轴向力引起的总应力强度。     

压力容器管口局部应力计算方法的工程应用

首先阐述了WRC107公报,WRC297公报及EN13445中的局部应力计算方法的研究使用概况,随着高性能计算机的普及,有限元分析方法的可靠性和优越性在经过大量的模拟实践对比后越来越突显,结合国内研究成果CSCBPV-TD001-2013指导文件和设备强度计算软件SW6,分析探讨该文件方法的先进性和适用性,然后以工程项目实例进行计算和运用,以期对工程设计中压力容器管口局部应力分析的方法选择和合理应用有一定的指导参考价值。     

CAESARII对压力平衡型膨胀节的模拟与分析

通过CAESARII对汽轮机连通管的压力平衡型膨胀节的建模和应力分析,简述压力平衡性膨胀节的结构、作用,重点介绍在CAESARII中压力平衡性膨胀节的建模方法和分析方法。     

核电站主蒸汽超级管道热挤压管嘴设计优化

对核电站主蒸汽超级管道热挤压管嘴进行有限元分析,结果表明内压是影响管嘴应力的主要因素。通过研究管嘴纵向内角半径对管嘴应力的影响,得出在给定载荷的情况下峰值应力和局部薄膜应力存在一个最优的纵向内角半径范围。根据分析结果,推荐了1号管嘴纵向内角半径尺寸为R=30 mm。     

扭曲管换热器管板的有限元分析

采用有限元分析软件ANSYS,对扭曲管换热器的管板在三种工况下的应力进行计算,分析了扭曲管轴向刚度削弱系数对管板应力强度及扭曲管轴向应力的影响。结果表明,扭曲管的轴向变形补偿能力优于普通直管,可以降低在温差载荷作用下管板中的应力,但会提高压力作用下的管板应力。在压力载荷作用下,扭曲管上的平均应力大小与普通直管差别不大,但扭曲管的轴向应力在管子横截面上的分布不均匀,局部的轴向应力远远高于平均应力水平,因此扭曲管抗疲劳和应力腐蚀开裂的能力不如直管。不同厚度的管板受扭曲管管束轴向刚度的影响不同,当管板厚度较小时,扭曲管管束轴向刚度的影响较大。     

卧式容器的计算方法及其与各国规范的差异

一、卧式容器的计算方法卧式容器的设计,除按常规计算筒体、封头外,还应验算支座处的局部应力。此局部应力由于它的作用范围比较大,还不能都应用英国标准BS5500(1983年版)的附录G.2(或WRC107会刊)所推荐的局部应力计算方法。支座处的局部应力的计算方法,在很大程度上取决于支座的结构型式。众所周知,支座型式大致可分为三种:鞍式支座、圈座和支腿式支座。石油、化工装置中的卧式容器多置于两个鞍式支座上。对于鞍式支座支承的卧式容器,看起来受力简单,但山于容器重量和支座反力所引起的局部应力的计算还是很复杂的。目前,关于鞍式支座支承的卧式容器的局部应力的计算方     

考虑支撑结构及螺栓连接的变桨轴承强度分析

针对MW级风电机组变桨轴承静强度与疲劳强度分析的问题,建立了考虑轴承支撑结构刚度及螺栓连接的"叶片-轴承-轮毂"整体等效有限元模型。变桨轴承等效模型中滚球与滚道接触采用非线性弹簧等效,弹簧刚度利用Herz理论进行计算,并将弹簧节点与滚道曲面采用刚性联接,模拟滚球与滚道的接触边界条件;轴承与叶片、轮毂的螺栓连接采用梁单元进行等效,两端分别与被联接零件刚性联接,模拟轮毂-轴承-叶片螺栓联接接触边界条件;模型中弹簧载荷即为滚球载荷,基于Herz接触理论将得到的滚球载荷转化为接触应力,并可以分析滚球接触角变化与套圈变形及应力。采用此模型并结合ISO标准可以在考虑支撑结构及螺栓连接的基础上有效地分析变桨轴承静强度及疲劳强度,并且减少大规模接触计算,提高了计算效率。     

多段床气化炉高温设备及管道应力分析

利用CAESARⅡ管道应力分析软件对某公司多段分级转化流化床煤气化中试装置核心设备:气化炉、三级旋风分离器、废热锅炉及附属管道进行整体建模与应力分析,比较三种不同管道布置方案的优缺点。按美国ASME B31.3《工艺管道》标准要求及工程实践经验,考虑管道在内压、自重、温度、地震、风载等载荷作用下管道的受力情况,并通过载荷工况的组合作用,得出各个工况下管道的应力分布,确定各弹簧支座的型号,计算管道对设备管口的管道载荷。     

接管轴向外力对压力容器强度的影响

接管部位的应力分析是压力容器分析设计中最常见的分析模型，大多数压力容顺的接管都承受外力的作用。文中通过实例分析了作用在接管端面上的轴向外力对承受内压力容器接管部位的强度计算结果的影响，探讨了接管轴向外力的方向与大小对不同类型容器壳体的影响规律。     

KVC1050N立式加工中心有限元分析与模态试验

采用ANSYS分析软件,针对KVC1050N立式加工中心分析了各部件之间刚性连接和柔性连接的两种振动模态。着重介绍了柔性连接时固定、滚动和滑动三类结合面特性的等效处理,分析了结合面对整机动态特性的影响;并将有限元分析结果与模态试验结果进行了对比,结果表明刚性连接的计算结果与试验值相差甚远,而柔性连接的计算结果与试验值比较吻合,进一步说明分析机床整机动态性能时不能忽略结合面的影响。最后在分析和试验结果的基础上指出了整机结构的薄弱环节,为后续的机床优化设计提供依据。     

接管纵向弯矩下带补强圈容器结构的极限分析

极限分析更能反应结构的性能,进一步发挥材料的潜能,利用试验研究和有限元模拟两种方法分别对3台具有不同d／D比的带补强圈圆柱形容器在接管纵向弯矩作用下进行了极限分析,分析比较了不同求解方法时该结构极限载荷的大小和变化。研究结果表明,在极限分析过程中,可直接用载荷－位移法来确定其极限载荷,且用有限元分析方法代替昂贵的试验研究是一种可行的方法。     

基于刚柔耦合的高方平筛动力学建模与振动模态分析

针对高方平筛和其上固结的柔性吊杆组成的动力学系统,进行了刚柔耦合的动力学建模和振动模态分析。将筛体—偏重块系统和吊杆分别作为刚体和弹性的可变形体,建立了筛体稳态圆振动方程和吊杆悬臂梁力学模型,总结出系统固有频率的计算方法。在此基础上,采用有限元方法对系统进行了模态计算和动力学响应分析。结果表明,理论模型能够很好地反映筛体与吊杆之间的动力学耦合关系;以理论分析为基础的载荷和边界条件的设置,使有限元仿真结果较准确地模拟了系统实际的振动特性。     

Studies about the use of semicircular beams as hinges in large deflection planar compliant mechanisms

Conventional hinge designs in planar compliant mechanisms have a limited deformation range because of the high stresses induced during deflection. To improve the range of motion of these mechanisms, hinges that allow for large displacement are highly desirable. This paper explores the use of curved beams as large displacement hinges in planar compliant mechanisms. To facilitate design, analytic expressions that predict deflections under different types of loads are introduced. These expressions are used in pseudo rigid link models of compliant mechanism designs. Predictions made by the analytic expressions are compared with the results of FEA simulations. To validate the proposed models, two planar compliant mechanism designs were prepared and experimental measurements of deflections under loads were made. Overall, results showed that analytic models and FEA predictions lie within 10% of experimental data for the planar mechanism geometry in which pseudo rigid motion models apply. FEA models of the second case, a more complex mechanism, make predictions that lie within 15% of experimental measurements. Results and ways to improve accuracy of models and designs are discussed at the end of the article.     

斜接管道结构在内压作用下塑性极限载荷的有限元分析方法研究

采用有限元方法,建立了斜接管压力容器结构在内压作用下的数值模型,并将不同载荷下管道的热点应力分布与现有文献实验结果进行了比较,两者吻合较好,验证了该计算方法的可靠性。对于正交接管利用两倍弹性斜率、切线交点和零曲率极限载荷准则获得斜接管道失效的极限内压;并将正交接管的极限内压与Cloud以最大有效应力达到屈服时对应的理论上极限内压值进行比较,结果表明：两倍弹性斜率与切线交点极限载荷准则在预测极限内压时偏于保守,零曲率准则对确定斜接管压力容器的极限载荷比较恰当。然后利用零曲率准则确定斜接管压力容器的极限载荷,采用控制单变量变化的方法,分别分析了接管中心线与简体中心的夹角、接管与筒体直径之比和筒体厚度与直径之比对极限载荷的影响,最后综合考虑这些因素的影响,得出了斜接管压力容器极限载荷的近似计算式。提供的分析方法为压力容器的设计及安全性评定提供了一种新途径。     

带隔板大直径常压容器的结构分析与实验研究

带隔板大直径常压容器通常用于盛装两种物料，当一侧装满物料，另一侧全空情况下，隔板变形比较大，如果筒体壁厚和隔板厚度较薄时，可能影响该类容器的正常工作。本文通过一个典型的实例，用有限元分析与现场实验相结合的方法进行结构分析与实验研究。     

压力容器应力场数值模拟及边缘应力初探

利用三维扫描仪对压力容器进行扫描,从而比较精确的建立模型,再利用ANSYS软件得到椭球壳与圆柱壳体的连接处的边缘应力的分布曲线和碟形壳与圆柱壳体的连接处的应力分布曲线,重点解决了压力容器边缘应力的计算问题,对设计压力容器时的安全性提供了重要的资料。